静电纺丝技术与聚合物中空结构材料研究进展

"静电纺丝技术制备聚合物基中空结构材料 (2013年)，作者：白摇帆、吴俊涛、龚光明、孙摇娜、赵摇勇、江摇雷，发表于《高等学校化学学报》，讨论了静电纺丝在制备聚合物中空纤维和中空微球上的应用进展，并探讨了其在功能材料领域的前景。" 静电纺丝技术是一种用于制造纳米尺度连续长丝的工艺，特别适用于构建微纳米级别的中空结构材料。这种技术因其高效性和可控性，在科学界受到了广泛的关注。静电纺丝的基本原理是利用电荷产生的静电力驱动聚合物溶液或熔体形成细小的纤维丝。当这些溶液或熔体在高速旋转下喷出时，由于电场的作用，会形成稳定的细丝，最终形成具有纳米级直径的纤维。 文章详细综述了通过静电纺丝法制备聚合物中空纤维和中空微球的研究进展。中空纤维和微球具有独特的结构，内部的空腔可以提供更大的比表面积和独特的物理化学特性，这使得它们在许多领域有重要的应用潜力。例如，聚合物中空纤维可用于高效的催化反应，因为其高比表面积可以增强物质接触和反应速率；中空微球则可能应用于过滤和分离技术，其独特的孔道结构有利于目标分子的高效捕获和释放。 静电纺丝技术的优势在于能够精确控制纤维的直径和中空结构的尺寸，这对于定制化功能材料至关重要。通过调整工艺参数，如溶液浓度、电场强度、收集距离等，可以调控纤维的形态和中空结构的特征。此外，该技术还可以实现多组分复合材料的制备，如将不同的功能材料嵌入到聚合物基体中，从而实现复合材料的多功能化。 论文还指出，微纳米中空结构材料的发展前景广阔。在能源存储方面，如储氢材料，中空结构可以增加储氢表面积，提高储存效率；在生物医学领域，中空纳米纤维可以作为药物载体，实现药物的缓释；在光学和光电领域，中空结构材料可应用于光子晶体和光子传感器；在仿生研究中，它们可以模仿生物组织的复杂结构，用于人造器官的构建。 总结所述，静电纺丝技术在制备聚合物基中空结构材料方面展现出了强大的潜力，不仅推动了纳米材料科学的进步，也为各应用领域的技术创新提供了新的途径。未来，随着对静电纺丝技术的深入理解和优化，可以期待更多高性能、多功能的中空结构材料的出现，进一步拓展其在环保、能源、医药等领域的应用。